Одним из наиболее важных пунктов в процессе поиска неисправностей, является понимание происходящего процесса. Вы никогда этого не поймете до тех пор, пока не сможете включать и отключать дефект, подобно выключателю. Если не можете этого сделать, вы не будете осознавать природу проблемы до конца.
Поиск неисправностей – это всего лишь искусство дедуктивного рассуждения. Если вы владеете этой техникой и некоторыми другими приемами, описанными ниже, у вас не будет никаких проблем. Неважно, относится ли это к тому, работаете ли вы с печатными схемами или какими-либо устройствами, или это ваши личные дела. Как любой другой приобретенный навык, он может быть сначала очень слабо выраженным, но практика сделает свое дело – это подобно решению головоломок или отработке удара по мячу.
Основное слово здесь – это "искусство", вот почему статья не называется "Наука поиска неисправностей". В то время как существуют установленные методы, которые помогут вам в достижении целей, нет четкого научного пути, по которому можно следовать при любых обстоятельствах. Скорее, некоторые ситуации потребуют использования одних действий, в то время как для решения других проблем потребуются совершенно иные пути. Для одних задач, конечно, существуют уже готовые практические отработки, которые можно использовать для тренировки мозга. Составление пазлов и игра в шахматы – это одни из лучших методик, как я полагаю. Однако я не говорю, что они являются неотъемлемыми приемами для того, чтобы овладеть искусством поиска неисправностей. В конце 1980-х и в течение 1990-х годов был очень популярным метод DOE (Design of Experiments – планирование эксперимента). При возникновении любого дефекта или проблемы, нас просили выполнить DOE. Однако я утверждаю, что DOE можно использовать, только если все другие направления исчерпаны, и необходима структура статистического подхода. Если вы имеете большой опыт поиска неисправностей, то редко будете находить потребность использования метода DOE или Тагучи (система экспериментального проектирования). Преимущество, которое предоставляет этот способ, состоит в том, что в поиске первопричины вы экономите время, что выражается в сокращении времени простоя системы. DOE хорош для проблем с многочисленными базовыми причинами, где обычный поиск неисправностей осуществлять довольно трудно.
Методология
Всегда полезно начинать с построения поэтапной схемы решения проблемы:
* Определение.
* Локализация (где и когда), проверка продукта перед и после обнаружения дефекта.
* Сбор информации (степень тяжести, постоянная или периодическая проблема).
* Проверка данных, обычно забывается, но является очень важным элементом в понимании того, решена ли проблема или нет.
Мы начинаем с идентификации дефекта. Этот анализ должен быть выполнен как в макро, так и в микро масштабе. Далее необходимо сравнить эти источники и подтвердить наличие дефекта обоими путями. Это подтверждение является очень важным в снижении риска возможности неверной диагностики. Используя в качестве примера электролизную раковину, макро анализ будет представлен в качестве электрического теста. Примером микро анализа будет служить проверка под мощным микроскопом или электронным микроскопом.
Крайне важным является выполнение микро анализа, поскольку он предоставляет характерные признаки каждого дефекта. Все дефекты имеют свои особенности, такие как вид или качественные характеристики, которые являются уникальными. В случае с этим примером, каждый тип раковины (электролизные раковины, следы травления, выломки, и т.д.) обладает всеми этими характеристиками, а поскольку мы должны описать их, сосредоточим наше внимание на определенных участках.
Не стоит говорить о пользе использования электронного микроскопа в процессе поиска дефектов. Особенно ярко его возможности проявляются при поиске неисправностей в печатных платах.
Степень детализации, которую предлагает этот прибор, поразительна. На рис. 1 представлено изображение, полученное с его помощью.
При использовании обычного микроскопа, мы наблюдаем расслоение на границе окалины и препрега (полуфабрикат композиционного пластика). Однако при использовании мощного электронного микроскопа мы видим, что препрег не был связан с металлом, что следует из гладкой границы кромки смолы. Если бы произошло расслоение, края смолы были бы зазубрены. Кроме этого, спектральный анализ показывает, что металл свободен от остатков смолы, чего не может быть при расслоении.
Впоследствии мы можем раскрыть природу дефекта. Наиболее опытные специалисты скажут вам, что дефект редко когда является следствием какой-либо одной причины. Напротив, дефекты возникают главным образом из-за комбинации нескольких нестандартных условий. Какой-либо один субоптимальный параметр может и не вызвать дефекта, но несколько незначительных изъянов, действующих в комплексе, изменят ситуацию.
Итак, каким образом нам использовать методику поиска? Вот наиболее общий порядок действий:
* Точное определение проблемы;
* Определение всех возможных составляющих причин;
* Оптимизация процесса;
* Отборочные испытания;
* Выбор;
* Гипербола;
* Регресс.
Точное определение проблемы
С этого этапа необходимо начинать всегда. Он определяет путь, по которому необходимо идти для поиска дефекта. К примеру, вам будет практически невозможно решить проблему возникновения раковин в металле до тех пор, пока вы не классифицируете тип этой раковины. Вы не сможете перейти к следующему этапу определения процессов, приведших к их образованию, поскольку раковины могут быть результатом некачественного сверления, неправильной очистки или электролиза, несовершенного покрытия медью или травления. Но, сузив круг определения возникновения проблемы, и обнаружив, что она возникла из-за процесса электролиза, мы сможем сфокусировать наше внимание на одном процессе, или сочетании процессов, приведших к появлению этого типа дефекта.
Определение всех возможных составляющих причин
После определения возникновения дефекта, можно составить схему причинно-следственных связей, идентифицирующую все возможные процессы, которые могли бы повлиять на его возникновение. Эта та область, в которой требуются определенные знания о природе процесса. Однако всегда нужно начинать с предположения составляющих факторов предыдущего и последующего процессов, а также и с очевидного предположения. Примером может служить грубое сверление, благодаря которому в отверстии, при процессе электролиза, останутся пузыри. Таким образом, если устранение этого недостатка снизит или вовсе удалит негативные воздействия такого дефекта, значит, мы определили один из факторов возникновения проблемы.
Оптимизация процесса
Если вы не являетесь опытным специалистом, сначала удостоверьтесь, что все параметры процесса оптимизированы. Зачастую, проблема может быть разрешена простой проверкой правильности организации процесса.
Одним из наилучших оборудований по производству печатных плат, из тех которые я видел, было создано бывшим моряком, который ничего не знал о печатных платах и организации производства в целом. Однажды он сказал мне, что всякий раз, когда он сталкивался с проблемой, он консультировался со справочником технической спецификации или руководством по эксплуатации, и приводил все в норму, и в большинстве случаев, проблема решалась – единственным минусом является то, что некоторые элементы оптимизировать довольно дорого. Например, ванна, используемая в процессе электролиза, может иметь металлические примеси, но эти примеси (в конечном счете) не влияют на рассматриваемую проблему. Замена ванны – это дорогостоящее мероприятие, поэтому без крайней необходимости этого делать необязательно.
Таким образом, для решения проблемы, вам не нужно быть специалистом в области химических процессов. Знание взаимодействий гидроксида, формальдегида, металла и стабилизатора весьма полезно, но не дает безусловных гарантий. Необходимо всего лишь привести все условия к стандарту. Специалисты химической отрасли уже все для вас сделали, создав технические руководства и справочники.
Выбор
Если вы предполагаете, что в проблему вовлечены несколько процессов, зачастую, очень полезным будет проведение взаимопроверки. Обращаясь снова к примеру электролизных раковин, мы можем подозревать в создании дефекта как процесс сверления, так и процесс электролиза. Выполните тест с использованием различных сверлильных станков или различных технических спецификаций. Затем, осуществите процесс электролиза. Если дефект остается одинаковым, мы можем исключить процесс сверления из подозрения. Также, мы можем осуществить процесс электролиза с идентично просверленными печатными платами, но с использованием различных ванн. Если проблема исчезает, мы можем исключить из подозрения процесс сверления.
Далее мы можем продолжить, заменяя все возможные процессы и т.д., пока не обнаружим нужный.
Гипербола
Гипербола означает доведение вещей до предела. Мы можем зачастую найти составляющую дефекта, максимизируя либо минимизируя условия. Это очень ценный технический прием, поскольку проблема будет затронута с различных сторон. В любом случае, мы соберем ценную информацию, которая будет способствовать в разрешении вопроса.
Если мы подозреваем, что вибрация в электролизной ванне недостаточна для удаления всех пузырей, мы можем увеличить ее, либо отключить вовсе. Если дефект будет меняться в лучшую или худшую стороны, мы сделаем вывод, что вибрация является составляющим фактором. Если нет – мы отвергнем это предположение.
Регресс
Одним из наиболее важных пунктов в процессе поиска неисправностей, является понимание происходящего процесса. Вы никогда этого не поймете до тех пор, пока не сможете включать и отключать дефект, подобно выключателю. Если вы не можете этого сделать, вы не будете осознавать природу проблемы до конца. Таким образом, у вас нет никакой гарантии, что проблема не вернется к вам обратно.
Как в примере с электролизными пузырями, если вы установите, что причиной является слабая вибрация, вы будете способны повторить этот дефект уже после его устранения, понизив уровень вибрации.
Заключение
Если вы взгляните на технологические карты любого производственного процесса, я гарантирую, что они будет выглядеть как синусоидальные колебания. Каждый процесс имеет точки подъема и спада. Мы оптимизируем процесс или устраняем дефект, достигая приемлемости процесса. Затем необходимость вынуждает нас приложить усилия в каком-либо другом месте, и так далее. Поддержание процессов в оптимальном состоянии и планово-предупредительное обслуживание значительно минимизирует вышеописанные синусоидальные колебания.
В принципе, все дефекты должны ежедневно описываться и направляться в отдел улучшения качества. Дополнительные расходы на содержание подобного отдела будут возмещены снижением производственного брака. Кроме этого, значительно снизятся производственные простои, и увеличится критерий технологических возможностей и качества продукции.
Майкл Барбетта более 28 лет работал консультантом в данной отрасли. Работал в компании Cisco Systems – производство печатных плат и предприятиях химической промышленности, имеет опыт работы технологического проектирования.
Основное слово здесь – это "искусство", вот почему статья не называется "Наука поиска неисправностей". В то время как существуют установленные методы, которые помогут вам в достижении целей, нет четкого научного пути, по которому можно следовать при любых обстоятельствах. Скорее, некоторые ситуации потребуют использования одних действий, в то время как для решения других проблем потребуются совершенно иные пути. Для одних задач, конечно, существуют уже готовые практические отработки, которые можно использовать для тренировки мозга. Составление пазлов и игра в шахматы – это одни из лучших методик, как я полагаю. Однако я не говорю, что они являются неотъемлемыми приемами для того, чтобы овладеть искусством поиска неисправностей. В конце 1980-х и в течение 1990-х годов был очень популярным метод DOE (Design of Experiments – планирование эксперимента). При возникновении любого дефекта или проблемы, нас просили выполнить DOE. Однако я утверждаю, что DOE можно использовать, только если все другие направления исчерпаны, и необходима структура статистического подхода. Если вы имеете большой опыт поиска неисправностей, то редко будете находить потребность использования метода DOE или Тагучи (система экспериментального проектирования). Преимущество, которое предоставляет этот способ, состоит в том, что в поиске первопричины вы экономите время, что выражается в сокращении времени простоя системы. DOE хорош для проблем с многочисленными базовыми причинами, где обычный поиск неисправностей осуществлять довольно трудно.
Методология
Всегда полезно начинать с построения поэтапной схемы решения проблемы:
* Определение.
* Локализация (где и когда), проверка продукта перед и после обнаружения дефекта.
* Сбор информации (степень тяжести, постоянная или периодическая проблема).
* Проверка данных, обычно забывается, но является очень важным элементом в понимании того, решена ли проблема или нет.
Мы начинаем с идентификации дефекта. Этот анализ должен быть выполнен как в макро, так и в микро масштабе. Далее необходимо сравнить эти источники и подтвердить наличие дефекта обоими путями. Это подтверждение является очень важным в снижении риска возможности неверной диагностики. Используя в качестве примера электролизную раковину, макро анализ будет представлен в качестве электрического теста. Примером микро анализа будет служить проверка под мощным микроскопом или электронным микроскопом.
Крайне важным является выполнение микро анализа, поскольку он предоставляет характерные признаки каждого дефекта. Все дефекты имеют свои особенности, такие как вид или качественные характеристики, которые являются уникальными. В случае с этим примером, каждый тип раковины (электролизные раковины, следы травления, выломки, и т.д.) обладает всеми этими характеристиками, а поскольку мы должны описать их, сосредоточим наше внимание на определенных участках.
Не стоит говорить о пользе использования электронного микроскопа в процессе поиска дефектов. Особенно ярко его возможности проявляются при поиске неисправностей в печатных платах.
Степень детализации, которую предлагает этот прибор, поразительна. На рис. 1 представлено изображение, полученное с его помощью.
При использовании обычного микроскопа, мы наблюдаем расслоение на границе окалины и препрега (полуфабрикат композиционного пластика). Однако при использовании мощного электронного микроскопа мы видим, что препрег не был связан с металлом, что следует из гладкой границы кромки смолы. Если бы произошло расслоение, края смолы были бы зазубрены. Кроме этого, спектральный анализ показывает, что металл свободен от остатков смолы, чего не может быть при расслоении.
Впоследствии мы можем раскрыть природу дефекта. Наиболее опытные специалисты скажут вам, что дефект редко когда является следствием какой-либо одной причины. Напротив, дефекты возникают главным образом из-за комбинации нескольких нестандартных условий. Какой-либо один субоптимальный параметр может и не вызвать дефекта, но несколько незначительных изъянов, действующих в комплексе, изменят ситуацию.
Итак, каким образом нам использовать методику поиска? Вот наиболее общий порядок действий:
* Точное определение проблемы;
* Определение всех возможных составляющих причин;
* Оптимизация процесса;
* Отборочные испытания;
* Выбор;
* Гипербола;
* Регресс.
Точное определение проблемы
С этого этапа необходимо начинать всегда. Он определяет путь, по которому необходимо идти для поиска дефекта. К примеру, вам будет практически невозможно решить проблему возникновения раковин в металле до тех пор, пока вы не классифицируете тип этой раковины. Вы не сможете перейти к следующему этапу определения процессов, приведших к их образованию, поскольку раковины могут быть результатом некачественного сверления, неправильной очистки или электролиза, несовершенного покрытия медью или травления. Но, сузив круг определения возникновения проблемы, и обнаружив, что она возникла из-за процесса электролиза, мы сможем сфокусировать наше внимание на одном процессе, или сочетании процессов, приведших к появлению этого типа дефекта.
Определение всех возможных составляющих причин
После определения возникновения дефекта, можно составить схему причинно-следственных связей, идентифицирующую все возможные процессы, которые могли бы повлиять на его возникновение. Эта та область, в которой требуются определенные знания о природе процесса. Однако всегда нужно начинать с предположения составляющих факторов предыдущего и последующего процессов, а также и с очевидного предположения. Примером может служить грубое сверление, благодаря которому в отверстии, при процессе электролиза, останутся пузыри. Таким образом, если устранение этого недостатка снизит или вовсе удалит негативные воздействия такого дефекта, значит, мы определили один из факторов возникновения проблемы.
Оптимизация процесса
Если вы не являетесь опытным специалистом, сначала удостоверьтесь, что все параметры процесса оптимизированы. Зачастую, проблема может быть разрешена простой проверкой правильности организации процесса.
Одним из наилучших оборудований по производству печатных плат, из тех которые я видел, было создано бывшим моряком, который ничего не знал о печатных платах и организации производства в целом. Однажды он сказал мне, что всякий раз, когда он сталкивался с проблемой, он консультировался со справочником технической спецификации или руководством по эксплуатации, и приводил все в норму, и в большинстве случаев, проблема решалась – единственным минусом является то, что некоторые элементы оптимизировать довольно дорого. Например, ванна, используемая в процессе электролиза, может иметь металлические примеси, но эти примеси (в конечном счете) не влияют на рассматриваемую проблему. Замена ванны – это дорогостоящее мероприятие, поэтому без крайней необходимости этого делать необязательно.
Таким образом, для решения проблемы, вам не нужно быть специалистом в области химических процессов. Знание взаимодействий гидроксида, формальдегида, металла и стабилизатора весьма полезно, но не дает безусловных гарантий. Необходимо всего лишь привести все условия к стандарту. Специалисты химической отрасли уже все для вас сделали, создав технические руководства и справочники.
Выбор
Если вы предполагаете, что в проблему вовлечены несколько процессов, зачастую, очень полезным будет проведение взаимопроверки. Обращаясь снова к примеру электролизных раковин, мы можем подозревать в создании дефекта как процесс сверления, так и процесс электролиза. Выполните тест с использованием различных сверлильных станков или различных технических спецификаций. Затем, осуществите процесс электролиза. Если дефект остается одинаковым, мы можем исключить процесс сверления из подозрения. Также, мы можем осуществить процесс электролиза с идентично просверленными печатными платами, но с использованием различных ванн. Если проблема исчезает, мы можем исключить из подозрения процесс сверления.
Далее мы можем продолжить, заменяя все возможные процессы и т.д., пока не обнаружим нужный.
Гипербола
Гипербола означает доведение вещей до предела. Мы можем зачастую найти составляющую дефекта, максимизируя либо минимизируя условия. Это очень ценный технический прием, поскольку проблема будет затронута с различных сторон. В любом случае, мы соберем ценную информацию, которая будет способствовать в разрешении вопроса.
Если мы подозреваем, что вибрация в электролизной ванне недостаточна для удаления всех пузырей, мы можем увеличить ее, либо отключить вовсе. Если дефект будет меняться в лучшую или худшую стороны, мы сделаем вывод, что вибрация является составляющим фактором. Если нет – мы отвергнем это предположение.
Регресс
Одним из наиболее важных пунктов в процессе поиска неисправностей, является понимание происходящего процесса. Вы никогда этого не поймете до тех пор, пока не сможете включать и отключать дефект, подобно выключателю. Если вы не можете этого сделать, вы не будете осознавать природу проблемы до конца. Таким образом, у вас нет никакой гарантии, что проблема не вернется к вам обратно.
Как в примере с электролизными пузырями, если вы установите, что причиной является слабая вибрация, вы будете способны повторить этот дефект уже после его устранения, понизив уровень вибрации.
Заключение
Если вы взгляните на технологические карты любого производственного процесса, я гарантирую, что они будет выглядеть как синусоидальные колебания. Каждый процесс имеет точки подъема и спада. Мы оптимизируем процесс или устраняем дефект, достигая приемлемости процесса. Затем необходимость вынуждает нас приложить усилия в каком-либо другом месте, и так далее. Поддержание процессов в оптимальном состоянии и планово-предупредительное обслуживание значительно минимизирует вышеописанные синусоидальные колебания.
В принципе, все дефекты должны ежедневно описываться и направляться в отдел улучшения качества. Дополнительные расходы на содержание подобного отдела будут возмещены снижением производственного брака. Кроме этого, значительно снизятся производственные простои, и увеличится критерий технологических возможностей и качества продукции.
Майкл Барбетта более 28 лет работал консультантом в данной отрасли. Работал в компании Cisco Systems – производство печатных плат и предприятиях химической промышленности, имеет опыт работы технологического проектирования.
Отзывы читателей
